【2026年1月22日 - 日本川崎】Toshiba集團日前宣布，針對有望提升硬碟儲存容量的新一代技術：微波輔助切換-微波輔助磁記錄技術（以下稱MAS-MAMR），Toshiba開發出全新評估方法，能詳細解析磁頭中「旋轉扭矩振盪器（以下稱STO）」振盪狀態。

能以低成本儲存龐大數據的硬碟，至今仍是重要的儲存裝置，需要持續提升記錄密度以滿足市場需求。Toshiba致力於開發MAS-MAMR與熱輔助磁記錄（以下稱HAMR）兩項新一代記錄技術，其中MAS-MAMR採用Toshiba獨創的雙振盪式STO，已證實可有效提升其記錄能力的一項重大技術創新進展^[1]。

為實現MAS-MAMR商用化，必須精確掌握STO的振盪狀態以產生最佳微波特性，進而落實於設計中，然而傳統方法難以對其進行詳細解析。

本次Toshiba與日本國立研究開發法人物質材料研究機構（以下稱NIMS）攜手合作，成功開發出能直接評估STO振盪狀態的創新技術。此技術可加深雙振盪式STO等運作機制的理解，並有助於MAS-MAMR技術的演進。Toshiba將繼續推進MAS-MAMR與HAMR兩項技術，以促進新一代近線硬碟的發展。

本研究成果已刊登於2026年1月21日發行之《Communications Physics》^[2] 中。該期刊為自然出版集團發行之物理學術刊物，刊載物理科學的各專業領域中，對研究具有影響力之實驗結果、新技術或運算方式等成果。

隨著社會數位化程度日益推進，生成式AI的快速發展正大幅改變我們的生活，並帶動資料儲存需求持續增長。2024年硬碟的出貨容量已突破1ZB，依然是資料儲存設備的重要核心。硬碟市場規模預計在2030年達到320億美元，其中資料中心專用之大容量近線硬碟市場預期將持續成長^[3]。基於上述背景，市場對硬碟進一步大容量化的需求將持續高漲。

而實現硬碟大容量化的關鍵，在於採用能量輔助磁紀錄技術的全新方法。Toshiba正致力於開發兩項能量輔助技術：以微波照射磁記錄媒介的MAS-MAMR以及對磁記錄媒介加熱的HAMR。

MAS-MAMR的微波源由磁頭前端的STO產生。雙振盪式STO為Toshiba提案設計的獨創技術，且已證實透過MAS-MAMR技術將能提升記錄效能^[1]。雙振盪式STO透過內部的兩個磁層協同振盪，產生出最適合MAS-MAMR的微波。為提升MAS-MAMR的記錄密度，微波的穩定性、頻率、強度、振動方向等要素至關重要。分析並理解作為其源頭的STO振盪狀態，是改良STO設計與提升硬碟容量的關鍵。

然而，由於磁頭結構複雜，因此難以直接觀察設置在其中的奈米級STO，並解析其振盪狀態。過去是透過整合模擬結果與記錄特性等間接性資訊來推估振盪狀態，但透過直接分析所獲得的理解，才是開發更高階技術的關鍵。

因此Toshiba透過與NIMS共同研究，開發出首創的評估技術，能詳細解析STO振盪狀態。該技術透過導入評估用的天線，並從外部向STO照射微波，克服過去難以直接評估振盪狀態的挑戰（圖1）。

本技術聚焦於STO振盪與評估用天線發射之微波的同步現象。同步現象是否發生，取決於STO的振盪狀態。尤其在雙振盪式STO所追求的「雙振盪狀態」下，不會出現同步現象。即使在傳統測量方式中無法測得振盪訊號的差別，本技術仍可以明確區分出雙振盪狀態與非雙振盪狀態，從而釐清當前的振盪情況（圖2）。STO的振盪狀態可能產生多個振盪訊號，但由於能透過頻率層級進行測量，因此能精確辨識出最適合MAS-MAMR振盪狀態的頻率。

儘管磁頭結構複雜，但僅有STO能對評估用天線發射的微波做出靈敏的反應，因此可針對STO進行專項測量。過去須準備複雜的線路才能進行精準評估，而本技術僅需導入天線便能順利評估。此方法能直接在磁頭內部辨識出以高頻率數10 GHz振盪的STO狀態，是硬碟記錄技術領域的重要創新進展。

此外，STO不僅能應用於模仿人類腦部運作的神經形態運算，亦能廣泛運用於儲備池運算等適合處理時序資料的技術，有望應用於新一代的計算系統中。此技術除了適用於MAS-MAMR外，亦可廣泛運用於各類的STO應用。

本技術可促進對STO運作的理解，並有助於STO的高階設計改良與MAS-MAMR技術的進一步發展。Toshiba將持續同步發展MAS-MAMR與HAMR兩項技術，加速開發新一代大容量硬碟，為資料中心、生成式AI等快速成長的多元化儲存需求提供解決方案。

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有關Toshiba硬碟全系列產品的完整資訊，請參閱：

https://toshiba.semicon-storage.com/tw/storage.html

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